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反相微乳液法合成α-半水石膏及其形貌控制

作　者: 孔宝
导　师: 官宝红
学　校: 浙江大学
专　业: 环境工程
关键词: α-半水石膏反相微乳液形貌控制纳米-亚微米合成长径比
分类号: TQ177.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 33次
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内容摘要

α-半水石膏是一种重要的胶凝材料,广泛应用于各种领域。α-半水石膏的性能和它的形貌有着密切的关系,近年来纳米和亚微米级α-半水石膏在医学、功能材料上具有很大的应用潜力,因此,开发有效地制备纳米和亚微米级α-半水石膏的方法,研究大范围α-半水石膏形貌控制的手段具有重要意义。本文利用反相微乳液法合成α-半水石膏,并在此基础上寻求α-半水石膏的形貌控制。本文首次采用反相微乳液法成功在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正己醇/水微乳液中合成α-半水石膏。为获得α-半水石膏的合成条件范围,重点研究了反应条件(温度、初始H2SO4/CaCl2摩尔比、CTAB/水质量比以及反应时间)对石膏相态和α-半水石膏形貌、粒度的影响。实验表明,α-半水石膏晶体可以直接从微乳液中析出,它的亚稳定性取决于温度、初始H2SO4/CaCl2摩尔比和反应时间。提高CTAB/水质量比有利于降低α-半水石膏的合成温度。在CTAB/正己醇/水微乳液中,通过调节CTAB/水质量比和十二烷基磺酸钠(SDS)添加量,能够在大范围内控制α-半水石膏的形貌(从晶须状到纳米颗粒)。降低CTAB/水质量比,能够自由调节α-半水石膏的长径比从2-5到180-250(晶体长度为0.5-1.0到120-150μm)；随着SDS添加量的增大,α-半水石膏的形貌逐渐从亚微米尺寸的长柱状变为棒状、六边形盘状以及纳米颗粒。研究表明,在CTAB/正已醇/水微乳液体系中,能够合成纳米-亚微米级α-半水石膏,并能够在大范围内控制α-半水石膏的形貌,这将为α-半水石膏的性能开发提供很好的粒度和形貌条件,有利于在此基础上开发更多的应用领域。

全文目录

致谢  6-7
摘要  7-8
Abstract  8-10
目次  10-12
插图和附表清单  12-14
1 绪论  14-15
  1.1 课题背景  14
  1.2 课题来源  14
  1.3 研究内容与意义  14-15
2 文献综述  15-23
  2.1 反相微乳液  15-19
    2.1.1 反相微乳液的概念  15
    2.1.2 反相微乳液法在无机材料制备中的应用  15-17
    2.1.3 反相微乳液法在无机材料形貌控制中的应用  17-19
    2.1.4 小结  19
  2.2 α-半水石膏的应用、制备和形貌控制现状  19-21
    2.2.1 α-半水石膏的应用  19
    2.2.2 α-半水石膏的制备技术  19-20
    2.2.3 α-半水石膏的形貌控制现状  20-21
    2.2.4 小结  21
  2.3 反相微乳液法制备硫酸钙的研究进展  21-22
  2.4 本章小结  22-23
3 实验设计  23-26
  3.1 材料与装置  23-24
    3.1.1 实验材料  23
    3.1.2 实验装置和基本操作  23-24
  3.2 仪器设备与测试方法  24-26
4 反相微乳液法合成α-半水石膏  26-34
  4.1 α-半水石膏的合成条件  26-32
    4.1.1 温度和初始H_2SO_4/CaCl_2摩尔比  26-29
    4.1.2 CTAB/水质量比  29-30
    4.1.3 反应时间  30-32
  4.2 α-半水石膏形成机制  32-33
  4.3 本章小结  33-34
5 α-半水石膏在反相微乳液中的形貌控制  34-44
  5.1 各种形貌的α-半水石膏  34-39
  5.2 α-半水石膏形貌控制机制  39-42
  5.3 本章小结  42-44
6 结论与展望  44-46
  6.1 结论  44
  6.2 创新点  44
  6.3 问题与展望  44-46
参考文献  46-52
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果  52

反相微乳液法合成α-半水石膏及其形貌控制

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